Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (08.2021) : ИНФОРМАТИВНЫЕ СВЕТОВЫЕ ИМПУЛЬСЫ ИНДИКАТОРНОГО ПОЛИМЕРНОГО ОПТОВОЛОКОННОГО PEL-ПОКРЫТИЯ ПРИ ВДАВЛИВАНИИ ЖЁСТКИХ ШАРОВЫХ ЧАСТИЦ

ИНФОРМАТИВНЫЕ СВЕТОВЫЕ ИМПУЛЬСЫ ИНДИКАТОРНОГО ПОЛИМЕРНОГО ОПТОВОЛОКОННОГО PEL-ПОКРЫТИЯ ПРИ ВДАВЛИВАНИИ ЖЁСТКИХ ШАРОВЫХ ЧАСТИЦ

© 2021 г. А. А. Паньков, доктор физ.-мат. наук

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь

E-mail: a_a_pankov@mail.ru

УДК 531.787.5; 539.3

Поступила в редакцию 02.03.2021

DOI:10.17586/1023-5086-2021-88-08-99-106

Разработана математическая модель функционирования индикаторного полимерного покрытия со встроенным оптоволоконным пьезоэлектролюминесцентным (PEL) датчиком для случая диагностирования множественного механического силового воздействия по результатам цифровой обработки информативного светового потока на выходе из оптоволокна датчика. Распределённое силовое воздействие обусловлено многоточечным низкоскоростным ударом множества жёстких частиц, например, ударов града, вдавливанием частиц по внешней поверхности покрытия. Представлены результаты численного моделирования последовательности информативных световых импульсов на выходе из оптоволокна PEL-датчика. В результате численного анализа выявлены закономерности влияния на величину и форму световых импульсов значений управляющего электрического напряжения на электродах датчика, наличия возможного пересечения «зон возмущений» соседних шаровых частиц. Исследована фильтрация информативных сигналов индикаторного PEL-покрытия посредством управляющего электрического напряжения датчика с целью исключения влияния на регистрируемый информативный световой сигнал незначительных (ниже рабочего диапазона значений) внешних механических воздействий.

Ключевые слова: индикаторное полимерное покрытие, встроенный оптоволоконный датчик,пьезоэлектролюминесцентный эффект, механолюминесценция, удар частиц, численное моделирование.

Коды OCIS: 060.2370, 120.5475

 

Литература

1.    Wang X., Sun F., Yin G. et al. Tactile-sensing based on flexible PVDF nanofibers via electrospinning: A review // Sensors. 2018. № 2. P. 1–16.

2.   Lu K., Huang W., Guo J. et al. Ultra-sensitive strain sensor based on flexible poly(vinylidene fluoride) piezoelectric film // Nanoscale Res Lett. 2018. № 1. P. 1–6.

3.   Koiva R., Zenker M., Schurmann C. et al. A highly sensitive 3D-shaped tactile sensor // Proceedings of the IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics; Wollongong, Australia, 9–12 July 2013. P. 1084–1089.

4.   Yousef H., Boukallel M., Althoefer K. Tactile sensing for dexterous in-hand manipulation in robotics — A review // Sensors and Actuators A: Physical. 2011. V. 167. P. 171–187.

5.   Liang G., Wang Y., Mei D. et al. Flexible capacitive tactile sensor array with truncated pyramids as dielectric layer for three-axis force measurement // J. Microelectromech. Syst. 2015. V. 24. P. 1510–1519.

6.   Фегенбаум Ю.М., Дубинский С.В., Божевалов Д.Г. и др. Обеспечение прочности композитных авиационных конструкций с учетом случайных эксплуатационных ударных воздействий. М.: Техносфера, 2018, 506 с.

7.    Liang G., Wang Y., Mei D. et al. Flexible capacitive tactile sensor array with truncated pyramids as dielectric layer for three-axis force measurement // J. Microelectromech. Syst. 2015. V. 24. P. 1510–1519.

8.   Ramadan K.S.E., Sameoto D., Evoy S. A review of piezoelectric polymers as functional materials for electromechanical transducers // Smart. Mater. Struct. 2014. V. 23. P. 033001.

9.   Seminara L., Pinna L., Valle M. et al. Piezoelectric polymer transducer arrays for flexible tactile sensors // IEEE Sens. J. 2013. V. 13. P. 4022–4029.

10. Hamdi O., Mighri F., Rodrigue D. Piezoelectric cellular polymer films: Fabrication, properties and applications (Review) // AIMS Materials Science. 2018. № 5. P. 845–869. 

11.  Krauya U.E., Yansons Y.L. Mechanoluminescence of composite materials: Methods, equipment and results of researches. Riga: Zinatne, 1990. 152 p.

12.  Jia Y., Tian X., Wu Z. et al. Novel mechano-luminescent sensors based on piezoelectric/electroluminescent composites // Sensors. 2011. № 4. P. 3962–3969.

13.  Sundaresan M.J., Ghoshal A., Schulz M.J. Sensor array system // Patent US 6399939 B1. 2002.

14.  Ветров А.А., Сергушичев А.Н. Гибридный вибродатчик с преобразованием пьезоэлектрического сигнала в модуляцию оптического излучения и передачей его по оптоволокну // Оптический журнал. 2019. № 12. P. 53–58.

15.  Агафонова Д.С., Сидоров А.И. Влияние геометрических факторов на эффективность регистрации электрической искры волоконным датчиком с люминесцентной оболочкой // Оптический журнал. 2020. № 2. P. 76–81.

16.  Паньков А.А. Сенсорная система // Патент РФ № 2698958. 2019.

17.  Паньков А.А. Волоконно-оптический датчик давления // Патент РФ № 2630537. 2017.

18. Pan’kov A.A. Piezoelectroluminescent fiber-optic sensors for temperature and deformation fields // Sensors and Actuators A: Physical. 2019. V. 288. P. 171–176.

19.  Белоус П.А. Осесимметричные задачи теории упругости. Одесса: ОГПУ, 2000. 183 с.

20. Паньков А.А., Писарев П.В. Численное моделирование электроупругих полей в поверхностном пьезоэлектролюминесцентном оптоволоконном датчике для диагностики деформирования композитных пластин // Вестник ПНИПУ. Механика. 2020. № 2. C. 64–77. [Перевод: Pan’kov A.A., Pisarev P.V. Numerical modeling of electroelastic fields in the surface piezoelectricluminescent optical fibersensor todiagnose deformation of composite plates. PNRPU Mechanics Bulletin. 2020. № 2. P. 64–77.]

21.  Jian Z. Распределённая система датчиков вибраций, использующая сигналы, отраженные слабыми волоконными брэгговскими решетками // Оптический журнал. 2018. № 7. C. 76–83.

22.      Паньков А.А. Криволинейный оптоволоконный датчик деформаций с распределенной брэгговской решеткой в структуре полимерного композита // Оптический журнал. 2020. № 8. C. 3–11.

 

 

Полный текст